硬件输入输出接口.pptx
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《硬件输入输出接口.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《硬件输入输出接口.pptx(26页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、会计学1硬件输入输出接口硬件输入输出接口7.1 7.1 输入输出接口的基本知识输入输出接口的基本知识输入输出接口的基本知识输入输出接口的基本知识7.1.1 7.1.1 输入输出接口的概念及功能输入输出接口的概念及功能输入输出接口的概念及功能输入输出接口的概念及功能一、输入输出接口的引入一、输入输出接口的引入一、输入输出接口的引入一、输入输出接口的引入1 1、外设类型不同:、外设类型不同:机械、电子、机电、电磁机械、电子、机电、电磁2 2、传送信息类型:、传送信息类型:数字量、模拟量数字量、模拟量3 3、传送方式:、传送方式:串行、并行串行、并行4 4、传送速度、编码方式不同、传送速度、编码方式
2、不同三、功能三、功能二、概念二、概念输入输出:输入输出:CPU或主存与外设(或主存与外设(I/O设备)交换信息的过程。设备)交换信息的过程。输入输出接口:输入输出接口:是计算机中协调、匹配外设与主机正常工作所设置的逻辑部件及相应的控制软件,简称是计算机中协调、匹配外设与主机正常工作所设置的逻辑部件及相应的控制软件,简称I/O口。口。1 1、能进行地址译码和设备选择、能进行地址译码和设备选择;2 2、能实现数据缓冲和数据锁存、能实现数据缓冲和数据锁存;3 3、能完成信息格式和电平的转换、能完成信息格式和电平的转换;4 4、能保证数据传送的定时与协调。、能保证数据传送的定时与协调。第1页/共26页
3、7.1.2 7.1.2 输入输出接口的基本结构输入输出接口的基本结构输入输出接口的基本结构输入输出接口的基本结构CPUCPU和外设之间通常传递的信息:数据、状态、控制和外设之间通常传递的信息:数据、状态、控制和外设之间通常传递的信息:数据、状态、控制和外设之间通常传递的信息:数据、状态、控制一、组成一、组成寄存器组、控制逻辑电路、主机与接口和接口与寄存器组、控制逻辑电路、主机与接口和接口与I/O设备之间的信号联接线、地址线、数据线等信号线。设备之间的信号联接线、地址线、数据线等信号线。CPU控控制制电电路路DRSRCRI/O设备设备地址地址数据数据IO/MRDWR数据数据状态状态控制控制 数据
4、数据寄存寄存器器 控制控制寄存寄存器器都由数据都由数据总线传送总线传送 状态状态寄存寄存器器第2页/共26页接口电路中具有不同地址,可以由接口电路中具有不同地址,可以由CPU进行读进行读/写操作的寄存器。通常有数据端口、状态端口和控制端口。写操作的寄存器。通常有数据端口、状态端口和控制端口。u(一)数据口(一)数据口u数据:外设输入给数据:外设输入给CPU或从或从CPU输出给外设的各种数据信息。输出给外设的各种数据信息。u数据口用于完成输入与输出数据。数据口用于完成输入与输出数据。u(二)状态口(二)状态口u状态:反映外设当前工作状态的信息。状态:反映外设当前工作状态的信息。如输入设备是否准备
5、好如输入设备是否准备好(READY););输出设备是否忙(输出设备是否忙(BUSY)等。等。u状态(状态(输入)口,用于使输入)口,用于使CPU了解外设状态。了解外设状态。u(三)控制口(三)控制口u控制:控制:CPU发出的对外设或接口的控制信息。如外设的启动或停止,发出的对外设或接口的控制信息。如外设的启动或停止,接口的工作模式设置等。接口的工作模式设置等。u控制(输出)口,用于完成控制(输出)口,用于完成CPU的控制操作。的控制操作。u数据信息、控制信息和状态信息都由数据线传送,因此要通过不同的数据信息、控制信息和状态信息都由数据线传送,因此要通过不同的端口来区分。端口来区分。二、端口的概
6、念二、端口的概念第3页/共26页7.1.3 7.1.3 I/OI/O接口分类接口分类接口分类接口分类n n1 1、传送方式、传送方式、传送方式、传送方式n n并行和串行并行和串行并行和串行并行和串行串行接口串行接口:接口与外设之间以串行方式传送数据,即每个字或字节逐位依次传送。:接口与外设之间以串行方式传送数据,即每个字或字节逐位依次传送。n3、协调配合方式协调配合方式n程序传送、中断传送、程序传送、中断传送、DMAn4、电路规模、电路规模n简单接口、可编程接口、外设接口适配器简单接口、可编程接口、外设接口适配器并行接口并行接口:接口与外设之间以并行方式传送数据,即各位数据同时传送。:接口与外
7、设之间以并行方式传送数据,即各位数据同时传送。n2、收发配合方式收发配合方式n同步和异步同步和异步传送方式传送方式第4页/共26页7.1.4 7.1.4 输入输出接口的编址方式输入输出接口的编址方式输入输出接口的编址方式输入输出接口的编址方式n n在接口电路中通常都具有多个可由在接口电路中通常都具有多个可由在接口电路中通常都具有多个可由在接口电路中通常都具有多个可由CPUCPU进行读写进行读写进行读写进行读写操作的寄存器操作的寄存器操作的寄存器操作的寄存器端口。不同计算机对端口的编端口。不同计算机对端口的编端口。不同计算机对端口的编端口。不同计算机对端口的编址方式不同。址方式不同。址方式不同。
8、址方式不同。l2、I/O端口独立编址端口独立编址给给I/O接口中的各端口接口中的各端口提供与存储器空间完全提供与存储器空间完全分开、完全独立的分开、完全独立的I/O地址空间。地址空间。l1、存储器统一编址、存储器统一编址将将I/O接口中的端口接口中的端口地址与存储单元统一地址与存储单元统一编址。编址。优点优点:访存指令可访问端口,指令类型多;端口地址空间大。:访存指令可访问端口,指令类型多;端口地址空间大。缺点缺点:占用存储器空间;速度慢。:占用存储器空间;速度慢。优点优点:专门的:专门的I/O指令,与访存分开;执行速度快;不占内存地址空间。指令,与访存分开;执行速度快;不占内存地址空间。缺点
9、缺点:端口地址范围小。:端口地址范围小。第5页/共26页7.2 7.2 主机与外设间的信息传送方式主机与外设间的信息传送方式主机与外设间的信息传送方式主机与外设间的信息传送方式 一、程序直接控制传递方式一、程序直接控制传递方式二、程序中断控制方式二、程序中断控制方式三、直接内存访问方式三、直接内存访问方式DMA四、输入、输出处理机方式四、输入、输出处理机方式第6页/共26页7.2.1 7.2.1 程序直接控制传送方式程序直接控制传送方式程序直接控制传送方式程序直接控制传送方式优点:优点:优点:优点:n n较好协调主机与外设之间的时间差异;较好协调主机与外设之间的时间差异;较好协调主机与外设之间
10、的时间差异;较好协调主机与外设之间的时间差异;n n所用硬件少。所用硬件少。所用硬件少。所用硬件少。JJ缺点:缺点:缺点:缺点:n n主机与外设只能串行工作,主机与外设只能串行工作,主机与外设只能串行工作,主机与外设只能串行工作,CPUCPU效率低;效率低;效率低;效率低;n n主机一个时间段只能与一个外设进行通主机一个时间段只能与一个外设进行通主机一个时间段只能与一个外设进行通主机一个时间段只能与一个外设进行通信信信信。读外设状态读外设状态就绪?就绪?读读/写写YN一、无条件传送方式一、无条件传送方式 无需了解外设状态,但要求外设随时处于准备好的状态。无需了解外设状态,但要求外设随时处于准备
11、好的状态。二、有条件传送方式二、有条件传送方式查询式传送查询式传送 外设工作情况无法预先知道或无规律时一般采用。外设工作情况无法预先知道或无规律时一般采用。适用于对主机速度要求不高,外设数量不多的场合。适用于对主机速度要求不高,外设数量不多的场合。第7页/共26页7.2.2 7.2.2 中断传送方式中断传送方式中断传送方式中断传送方式n n中断中断中断中断CPUCPU暂时中止当前程序运行,转而暂时中止当前程序运行,转而暂时中止当前程序运行,转而暂时中止当前程序运行,转而处理意外出现的情况或有意安排的任务,在处理意外出现的情况或有意安排的任务,在处理意外出现的情况或有意安排的任务,在处理意外出现
12、的情况或有意安排的任务,在处理结束后能自动恢复原程序的执行。处理结束后能自动恢复原程序的执行。处理结束后能自动恢复原程序的执行。处理结束后能自动恢复原程序的执行。n n优点优点优点优点:主机可以与一个或多个外设并行工作,:主机可以与一个或多个外设并行工作,:主机可以与一个或多个外设并行工作,:主机可以与一个或多个外设并行工作,提高了提高了提高了提高了CPUCPU的效率。的效率。的效率。的效率。n n缺点缺点缺点缺点:执行中断服务程序时,保护断点等工:执行中断服务程序时,保护断点等工:执行中断服务程序时,保护断点等工:执行中断服务程序时,保护断点等工作占用时间,难以满足成批快速交换数据的作占用时
13、间,难以满足成批快速交换数据的作占用时间,难以满足成批快速交换数据的作占用时间,难以满足成批快速交换数据的要求。要求。要求。要求。第8页/共26页7.2.3 7.2.3 直接存储器访问直接存储器访问直接存储器访问直接存储器访问DMADMA方式方式方式方式n n 前两种方式以前两种方式以前两种方式以前两种方式以CPUCPUCPUCPU为中心,占用为中心,占用为中心,占用为中心,占用CPUCPUCPUCPU时间,时间,时间,时间,DMADMADMADMA方式以内存为中心,由专门的方式以内存为中心,由专门的方式以内存为中心,由专门的方式以内存为中心,由专门的 DMADMADMADMA控制器向控制器向
14、控制器向控制器向CPUCPUCPUCPU请请请请求并接管总线的控制权,但需要利用系统的地址、求并接管总线的控制权,但需要利用系统的地址、求并接管总线的控制权,但需要利用系统的地址、求并接管总线的控制权,但需要利用系统的地址、数据和控制总线。数据和控制总线。数据和控制总线。数据和控制总线。一、一、一、一、DMADMA方式的定义方式的定义方式的定义方式的定义 直接存储器存取方式直接存储器存取方式直接存储器存取方式直接存储器存取方式DMADMA(Direct Memory Direct Memory AccessAccess)方式,是一种没有方式,是一种没有方式,是一种没有方式,是一种没有CPUCP
15、U参与的、在高速外参与的、在高速外参与的、在高速外参与的、在高速外设与存储器之间直接进行数据传输的控制方式设与存储器之间直接进行数据传输的控制方式设与存储器之间直接进行数据传输的控制方式设与存储器之间直接进行数据传输的控制方式。二、特点:数据传送速度快,是高速外设与主机之间二、特点:数据传送速度快,是高速外设与主机之间二、特点:数据传送速度快,是高速外设与主机之间二、特点:数据传送速度快,是高速外设与主机之间成批交换数据的有效方式。但有局限性,适合外设成批交换数据的有效方式。但有局限性,适合外设成批交换数据的有效方式。但有局限性,适合外设成批交换数据的有效方式。但有局限性,适合外设不多的微小型
16、计算机系统。不多的微小型计算机系统。不多的微小型计算机系统。不多的微小型计算机系统。第9页/共26页7.2.4 7.2.4 输入输出处理机输入输出处理机输入输出处理机输入输出处理机(IOP)IOP)方式方式方式方式n n 有单独的存储器和独立的运算部件,可访问有单独的存储器和独立的运算部件,可访问有单独的存储器和独立的运算部件,可访问有单独的存储器和独立的运算部件,可访问系统的内部存储器。系统的内部存储器。系统的内部存储器。系统的内部存储器。n n功能:功能:功能:功能:除数据传输外,还应能处理传送过程中出除数据传输外,还应能处理传送过程中出除数据传输外,还应能处理传送过程中出除数据传输外,还
17、应能处理传送过程中出错及异常情况,数据格式翻译,数据块校验。错及异常情况,数据格式翻译,数据块校验。错及异常情况,数据格式翻译,数据块校验。错及异常情况,数据格式翻译,数据块校验。n n特点:特点:特点:特点:由专门的输入输出处理机来管理外设,提由专门的输入输出处理机来管理外设,提由专门的输入输出处理机来管理外设,提由专门的输入输出处理机来管理外设,提高主机的工作效率。应用于大、中型计算机系统高主机的工作效率。应用于大、中型计算机系统高主机的工作效率。应用于大、中型计算机系统高主机的工作效率。应用于大、中型计算机系统或分布式计算机系统。或分布式计算机系统。或分布式计算机系统。或分布式计算机系统
18、。第10页/共26页7.3 7.3 中断控制技术中断控制技术中断控制技术中断控制技术7.3.1 中断的概念中断的概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念中断中断中断中断:CPUCPU暂时中止当前程序运行,转而处理意暂时中止当前程序运行,转而处理意暂时中止当前程序运行,转而处理意暂时中止当前程序运行,转而处理意外出现的情况或有意安排的任务,在处理结束外出现的情况或有意安排的任务,在处理结束外出现的情况或有意安排的任务,在处理结束外出现的情况或有意安排的任务,在处理结束后能自动恢复原程序的执行。后能自动恢复原程序的执行。后能自动恢复原程序的执行。后能自动恢复原程序的执行。中断请求中断请
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 硬件 输入输出 接口
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内